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1、金相試樣如何取樣(取樣方法)-取樣是金相試樣制備的第一道工序,若取樣不當(dāng),則達(dá)不到檢驗(yàn)?zāi)康?,因此,所取試樣的部位、?shù)量、磨面方向等應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。(一)取樣部位和磨面方向的選擇1縱向取樣 縱向取樣是指沿著鋼材的鍛軋方向進(jìn)行取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容為:非金屬夾雜物的變形程度、晶?;兂潭?、塑性變形程度、變形后的各種組織形貌、熱處理的全面情況等。2橫向取樣 橫向取樣是只垂直于鋼材鍛扎方向取樣。主要檢驗(yàn)內(nèi)容為:金屬材料從表層到中心的組織、顯微組織狀態(tài)、晶粒度級(jí)別、碳化物網(wǎng)、表層缺陷深度、氧化層深度、脫碳層深度、腐蝕層深度、表面化學(xué)熱處理及鍍層厚度等。3缺陷或失效分析取樣 截取缺陷分析的試樣,
2、應(yīng)包括零件的缺陷部分在內(nèi)。例如,包括零件斷裂時(shí)的斷口,或者是取裂紋的橫截面,以觀察裂紋的深度及周圍組織變化情況。取樣時(shí)應(yīng)注意不能使缺陷在磨制時(shí)被損傷甚至消失。-取樣部位必須與檢驗(yàn)?zāi)康暮鸵笙嘁恢?,使所切取的試樣具有代表性。必要時(shí)應(yīng)在檢驗(yàn)報(bào)告單中繪圖說明取樣部位、數(shù)量和磨面方向。例如,檢驗(yàn)裂紋產(chǎn)生的原因時(shí),應(yīng)在裂紋部位取樣,而旦還應(yīng)在遠(yuǎn)離裂紋處取樣,以資比較。檢驗(yàn)鑄件時(shí);應(yīng)在垂直于模壁的橫斷面上取樣,對于大型鑄件,還應(yīng)從表面至中心的橫斷面上取 35 個(gè)試樣,磨制橫斷面,由表面到中心逐個(gè)進(jìn)行觀察、比較。圖 1-1 表示軋制型材金相試樣的切取方位,一般縱斷面(圖 1-1 中的 1、2、4、5)主要用
3、于(1)檢驗(yàn)非金屬夾雜物的數(shù)量、大小和形狀;(2)檢驗(yàn)晶粒的變形程度,(3)檢驗(yàn)鋼材的帶狀組織,以及通過熱處理對帶狀組織的消除程度。橫斷面(圖 1-1 中的 3)主要用于:(1)檢驗(yàn)從表面到中心的金相組織變化情況,(2)檢驗(yàn)表層各種缺陷,如氧化,脫碳,過燒、折疊等,(3)檢驗(yàn)表面熱處理結(jié)果,如表面淬火的淬硬層,化學(xué)熱處理的滲碳層,氮化層,碳氮共滲層以及表面鍍鉻,鍍銅層等:(4)檢驗(yàn)非金屬夾雜物在整個(gè)斷面上的分布,(5)測定晶粒度等。一般說來,在進(jìn)行非金屬夾雜物評定時(shí),應(yīng)磨制縱橫兩個(gè)面,在觀察鑄件組織,表層缺陷以及測定滲層厚度、鍍層厚度,晶粒度等均需磨制橫斷面,在進(jìn)行破斷(失效)綜合分析時(shí),往往
4、需要切取幾個(gè)試樣,同時(shí)磨制縱橫兩個(gè)面進(jìn)行觀察分析。(二)取樣方法-金相試樣一般為1212mm 或1820mm 的圓柱體或 121212mm 的立方體。若太小則操作不便,若太大則磨制平面過大,增長磨制時(shí)間且不易磨平。由于被檢驗(yàn)材料或零件的形狀各異,也有用不規(guī)則外形的試樣。非檢驗(yàn)表面缺陷、滲層、鍍層的試樣,應(yīng)將棱邊倒圓,防止在磨制中劃破砂紙和拋光織物,避免在拋光時(shí)試樣飛出造成事故。反之,檢驗(yàn)表層組織的試樣,嚴(yán)禁倒角并應(yīng)保證磨面平整。-切取試樣時(shí)根據(jù)被檢驗(yàn)材料的軟硬程度采用不同的切割片。目前廣泛使用的取樣設(shè)備有兩種:-一是 Q-3 型金相切割機(jī)(小工件取樣),它是由電動(dòng)機(jī)、薄片砂輪、試樣夾具和冷卻裝
5、置等組成。一般軟砂輪用于切割硬材料,硬的砂輪用于切割較軟的材料。-二為 ZQ-100 智能自動(dòng)金相切割機(jī)(大中工件取樣),它采用自動(dòng)切割、自動(dòng)冷卻的方式;配備可移動(dòng)平臺(tái)(X/Y 向),帶刻度標(biāo)尺,更適合于精確定位切割、多重精密定位切割取樣。根據(jù)材料不同,調(diào)節(jié)適合的切割速度來完成工件的取樣。-不論采用何種方式取樣,都須防止因溫度升高而引起組織變化或因受力而產(chǎn)生塑性變形。如淬火馬氏體因溫度升高而轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體;裂紋處因受熱而使其擴(kuò)展,某些鋅、錫等低熔點(diǎn)金屬,因受熱而使其再結(jié)晶,低碳鋼,奧氏體類鋼和某些有色金屬等,因受力而引起塑性變形,使滑移線增多或出現(xiàn)形變孿晶,諸如此類都使試樣原來的組織發(fā)生變化,從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的檢驗(yàn)結(jié)論。因此在取樣中務(wù)必注意冷卻和潤滑。(三)試樣的熱處理-經(jīng)取樣而獲得的金相試樣,有的可直接進(jìn)行研磨拋光,有的尚需熱處理后才能進(jìn)行研磨拋光,如檢驗(yàn)鋼的非金屬夾雜物,碳化物不均勻度等項(xiàng)目的試樣,需經(jīng)熱處理,其處理規(guī)程按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定執(zhí)行。1非金屬夾雜物試樣的熱處理 檢驗(yàn)非金屬夾雜物的試樣,一般都經(jīng)淬火處理,使其硬度增高便于磨制,拋光。2碳化物不均勻度試樣的熱處理 檢驗(yàn)碳化物不均勻度的試樣,須經(jīng)淬火和高溫回火,浸蝕后使基體呈黑色而碳化物呈白亮色,利于鑒別。備注:常用設(shè)備為:智能自動(dòng)金相切割機(jī) ZQ-100、金相試樣切割機(jī) Q-3、金相切割機(jī) Q-2